塔式太陽能定日鏡定日精度在線測量技術(shù)研究

【摘要】：塔式太陽能熱發(fā)電技術(shù)是目前人們已開發(fā)的太陽能發(fā)電技術(shù)中的一種。如同其他任何技術(shù)一樣,塔式太陽能熱發(fā)電技術(shù)除了具有發(fā)電效率高等優(yōu)點外也面臨很多需要解決的問題。其中塔式太陽能熱發(fā)電定日鏡定日精度的問題就是其中之一。為了解決這個問題,人們目前已經(jīng)提出了若干解決方案。這些方案主要可以分為采用圖像處理的方法和采用光電檢測的方法兩類。本文提出的定日鏡定日精度檢測方案就是一種基于光電檢測的方法來實現(xiàn)定日鏡定日精度測量的方法。本方案使用性能優(yōu)良的位置敏感探測器(PSD)作為光電傳感器,AT89S52單片機作為信息處理單元并結(jié)合其他外圍芯片組成了一個光信號檢測系統(tǒng)。通過本系統(tǒng)可以對置于塔頂?shù)募す馄靼l(fā)出的光束進行位置檢測,進而確定定日鏡法線方向的誤差,為定日鏡控制系統(tǒng)提供誤差補償?shù)囊罁?jù)。 本文詳盡介紹了定日鏡定日誤差檢測方案的理論依據(jù)以及系統(tǒng)的具體設計和實現(xiàn)。主要包括系統(tǒng)光電采集部分的硬件電路設計實現(xiàn),軟件流程以及系統(tǒng)調(diào)制光源部分的硬件電路實現(xiàn)和軟件流程等等。 【關鍵詞】：塔式太陽能熱發(fā)電 PSD AT89S52 光電檢測
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 1 引言8-12
• 1.1 塔式太陽能電站簡介8-9
• 1.2 定日鏡的跟日誤差9-10
• 1.3 課題背景與目標10-12
• 2 定日鏡定日精度在線檢測方案設計12-20
• 2.1 塔式太陽能電站的控制原理12
• 2.2 檢測方案12-14
• 2.3 任意時刻塔頂激光束在定日鏡上的落點位置方程的確定14-20
• 2.3.1 定日鏡法線方向的確定14-16
• 2.3.2 激光束掃描面與定日鏡面的交線的確定16-18
• 2.3.3 PSD感光面尺寸的確定18-20
• 3 定日精度在線測量方案的原理和實現(xiàn)20-54
• 3.1 PSD器件參數(shù)及性能分析20-29
• 3.1.1 PSD器件的內(nèi)部工作原理20-22
• 3.1.2 一維PSD電路等效模型22-24
• 3.1.3 外界環(huán)境對PSD性能的影響24-25
• 3.1.4 PSD器件的選型25-29
• 3.2 PSD器件檢測背景光造成的誤差分析29-30
• 3.3 背景光信號噪聲的消除30-34
• 3.3.1 PSD器件的后端信號處理電路30-32
• 3.3.2 背景光消除的方式32-34
• 3.4 本文所采用的檢測方案34
• 3.5 PSD光電檢測電路的具體實現(xiàn)34-45
• 3.5.1 I/V轉(zhuǎn)換電路34-35
• 3.5.2 有源帶通濾波電路的實現(xiàn)35-38
• 3.5.3 交直流信號轉(zhuǎn)換電路的實現(xiàn)38-39
• 3.5.4 直流放大電路的實現(xiàn)39-40
• 3.5.5 A/D采樣電路的實現(xiàn)40-42
• 3.5.6 數(shù)據(jù)顯示電路42-44
• 3.5.7 單片機電路實現(xiàn)44-45
• 3.6 PSD信號處理電路軟件部分的設計45-50
• 3.6.1 A/D采樣電路軟件編程實現(xiàn)45-47
• 3.6.2 數(shù)碼管顯示部分軟件的實現(xiàn)47-50
• 3.7 測試用光源電路的設計50-54
• 3.7.1 調(diào)制光源電路的硬件實現(xiàn)50-52
• 3.7.2 調(diào)制光源電路的軟件實現(xiàn)52-54
• 4 無線通信模塊部分的軟硬件實現(xiàn)54-57
• 4.1 無線通信模塊的硬件實現(xiàn)54-55
• 4.2 無線通信模塊軟件部分的實現(xiàn)55-57
• 5 實驗結(jié)果展示及分析57-65
• 5.1 整個系統(tǒng)的測試結(jié)果和分析57-60
• 5.2 系統(tǒng)各部分電路的測試結(jié)果和分析60-65
• 6 總結(jié)65-66
• 參考文獻66-69
• 附錄A 光電檢測端部分程序源代碼69-73
• 附錄B 調(diào)制光源端部分源代碼73-75
• 附錄C 光電檢測端信號處理電路原理圖75-76
• 附錄D 調(diào)制光源端電路原理圖76-77
• 在學研究成果77-78
• 致謝78

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